DE1798236A1 - Verfahren und Sonde zum Pruefen der Druckfestigkeit von Beton od.dgl. - Google Patents

Description

Patentanwalt«

Dipl.-Ing. A. Grünecker

Dr.-Ing. H. Kinkel dey

Dr.-lng.W.Siockmair

8 München 22, Maximilianstr. 43

1. Fred Ward Allen, jr., 173 Tall Timers, Glastonbury, USA

2. Rowland Joseph Kopf, 14 Fairy Glen Drive, North Haven, USA

3. Royal Winford Thompson, 147 Evergreen Lane, Glastonbury, USA

Verfahren und Sonde zum Prüfen der -Druckfestigkeit von Beton oder dergleichen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Druckfestigkeit von Material, insbesondere von Beton, ris versteht sich, daß die hier beschriebenen ™ Prinzipien und Verfahren auf die Prüfung von .asphaltbeton, Baustoffen für Hauerwerk, verdichtetes Erdreich und andere tragfiiii±^e Materialien angewendet werden können. Um eine Umschreibung zu vermeiden, wird in der Beschreibung und den Patentansprüchen von "Boton" bzw. "Beton oder dergleichen" gesprochen.

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Eine der Aufgaben der Erfindung beateht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrene zum Prüfen der Druckfestigkeit von Beton oder dergleichen in einem vorherbestimmten Zeitpunkt nach dem Abbinden. Zu diesem Zweck wird «ine Sonde, die im wesentlichen einheitliche physikalische Abmessungen und einen im wesentlichen einheitlichen Aufbau hat, unter Anwendung einer vorherbestimmten, im wesentlichen einheitlichen Kraft gegen und in den zu prüfenden Beton oder ein anderes au prüfendes Material getrieben und danach eine physikalische Öröße gemessen, die von der Wirkung des Schlages auf die 3onde abhängig let und ein Maß der Druckfestigkeit des geprüften Betone oder dergleichen darstellt.

Bine bevorzugte Vorrichtung sub Durchführen dieses Verfahrens besteht aus einer pulvertetatigten Schießvorrichtung der bereits zum Anbringen von Befestigungselementen bekannten Art, und einer Sonde, die eine bevorzugte Ausbildung hat und mit Hilfe einer derartigen Schießvorrichtung in dft* ssu prüfenden Beton oder

dergleichen geschossen werden kann» i ί

Die Erfindung betrifft firner fcinaelheiten der zur ^!

Durchführung der, Erfindung bevorzugten 3$nde und verschiedene <

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Mittel zum Hessen der physikalischen Gr0$·, die von der Wirkung des Schlages auf die zum Messen der Druckfestigkeit des Betons oder dergleichen verwendete . Sonde herrührt.

Weitere Aufgaben und Vorteil« der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung anhand d«r ßeiehnimgen hervor. f Die wesentlichen Kort·!!» der Ärfindung sind/fη den Patenten- :_f 8pruoli«n

OBlGlNAL

• In den Zeichnungen fc^irf* . ■ ·. ■. ' fig» 1 in eine; ßiit^nj^neicht, teilweise weggebrochen

Durchführung der Erfindung venieftdft werden kann.

Fig. 2 zeigt in #TtiU*t»n Mal·tab in Ansicht eine Sonde, die in der Vorriöhtung DAOh fig. 1 Eur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann. ' '

Fig» 3 geigt in einer Dreufsloht eine Schablone, die dazu dient, bei der Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrene mehrere erfinduneegemäße Sonden In Abständen voneinander zu halten.

Fig. 4 teigt in einer Ansicht, teilweise im Schnitt, den unteren Teil der Fig. 1 und eine LehrScheibe, die in einer AuefUhrungsform der Erfindung verwendet wird.

Fig. 5 zeigt in einem Schnitt eine Sonde, die in Beton hineingetrieben 1st, wobei die erfindungsgemäße Schablone verwendet worden ist und die Lehreeheibe dazu dient, die Eindringtiefe der Sonde in den Beton anzuzeigen.

Fig. 6 eeigt in einem Schnitt eine andere Vorrichtung zum Messen der Eindringtiefe einer Sonde in den Beton bei der Durchführung des erfindungegemäßen Verfahrens.

Fig. 7 Beigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Seitenansicht, teilweise weggebroohen und im Schnitt, eine andere Ausführungsform der erfindungegemäßen Sonde.

Fig. 6 zeigt in einer der Fig. 5 ähnlichen ächnittdareteilung in größere« Maßetab die Sonde nach *ig. 7*

Fig. 9 in einer Draufsicht eine untere Lehrenplatte zum Bestimmen der durchschnittlichen Eindringtiefe von drei Sonden, die unter Verwendung der Schablone nach Fig. 3 eingetrieben worden sind,

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Fig. 10 in einem Schnitt nach der linie 10-10 in Fig. 9, wie die untere Lehrenplatte auf dem zu prüfenden Beton angeordnet " ist,

Fig. 11 in einer Draufsicht eine obere Lehrenplatte zur Verwendung zusammen mit der unteren Platte nach Fig. 9,

Fig. 12 in einem Schnitt nach der Jiiniö 12-12 in Fig. 'die Verwendung der in den Figuren 9 und 11 dargestellten Lehrenplatten zusammen mit drei eingetriebenen Sonden,

Fig. 13 im Schnitt einen Meßstab zur Verwendung mit den Lehrenplatten nach den Figuren 9 und 11,

Fig. 14 in einem Mittelschnitt einen Teil des in Fig« I gezeigten Laufes der Schießvorrichtung und eine Sonde, die der in Fi.j. 2 gezeigten ähnelt, aber reibun$sscnlüsfeig festgehalten wird, bis die Pulverladung ihre volle Kraft entwickelt hat.

Fig. 15 zeigt in einer der Fig. 14 ähnlichen Darstellung eine abgeänderte Ausführung form der Sonde,

Fig. 16 die Sonde nach Fig. 15 in einer Stirnansicht von links gesehen und

Fig. 17 im Schnitt eine einzige in den Beton eingetriebene Sonde mit einem Teil einer unteren lehrenplatte, die der in Fig. 9 gezeigten ähnelt, und der in Fig. 13 gezeigten Meßeinrichtung in einer Stellung zum Messen der Bindringtiefe.

Eine bevorzugte Vorrichtung zum Eintreiben der erfindungsgemäßen Sonde unter der Wirkung einer vorherbestimmten, im wesentlichen einheitlichen Kraft in den zu prüfenden Beton ist in Fig. 1 gezeigt, l^s versteht sich, daß zahlreiche pulverbetätigte Schießvorrichtungen verwendet werden können. Die hier gezeigte Schießvorrichtung entspricht der Konstruktion, die in

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USA-Patentschrift 2,945,236 vom 19. Juli I960 (Rowland J. Kopf u.a.) dargestellt und unter Schutz gestellt ist. Die genannte Patentschrift enthält auch eine genauere Beschreibung der Schießvorrichtung. Zum Verständnis der Erfindung dürfte eine Beschreibung der nachstehend angegebenen Teile genügen, iäin an seinem vorderen '.jnde offenes Gehäuse 10 umgreift einen Lauf 11, der an einem Verachlußstück 12 befestigt ist. Dieses Verschluß stück und der daran angebrachte Lauf sind so in dem Gehäuse gelagert, daß sie gegenüber diesem axial, aber nicht radial bev/eglich sind. Jie Verbindung wird mit einer Verschlußblockschraube 13 hergestellt, deren Kopf in einem Axialschlitz 14 des Gehäuses der Schießvorrichtung läuft'. In dem Gehäuse ist hinter dem Verschlußblock ein Schlagbolzen 15 hin- und herbewegbar gelagert. Der Schlagbolzen 15 steht unter der Wirkung einer Belastungsfeder 16, uie aeü Schlagbolzen allgemein in derselben Axialrichtung zu däm Verschlußstück hin zu bewegen und mit dem Schlagbolzenloch 17 in dem Verachlußstück zu fluchten trachtet. Der Schlagbolzen ist mit einer eindrückbaren Klinke 18 versehen, die quer zur Bewegungsrichtung des Schlagbolzens bewegbar ist. Eine nicht gezeigte jj^leder trachtet, uie Klinke 18 in die in Pig. I gezeigte Stellung auswarouzubewegen. Das Verschlußstück trägt einen Spannstab 19» der normalerweise die Klinke 18 nicht berührt, wenn der Lauf 11 aus dem offenen vorderen Ende des Gehäuses 10 heraus nach vorn vorsieht. Jenn der Lauf 11 in der nachstehend beschriebenen Weise in die stellung nach Pig. 1 aufwärts in das Gehäuse hineingedr.ückt wird, schiebt der SpaniBfcab 19 die Klinke 18 in die in ii;. 1 gezeigte Stellung, in der sie mit einem Drücker 20 betätigt

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werden kann, der bei 21 in dem Gehäuse schwenkbar gelagert ist. In der in Pig. 1 gezeigten Stellung der Seile bewirkt die Betätigung des Drückers 20» daß die Klinke 18 heruntergedrückt und dadurch der .Schlagbolzen 15 freigegeben wird, der sich jetzt unter der Wirkung der feder 16 vorwärtsbewegt, auf das Zündhütchen auftrifft und eine Explosion dee Pulvere in der Patronenhülse 22 bewirkt, die vorher in das YeraohlußBtüok eingebracht wurde.

Eine bevorzugte Ausführungeforin einer im Rahmen der Erfindung verwendbaren Sonde let in 91g* 2 gezeigt. Die Sonde soll sich durch eine zuverlässige Beziehung zwischen dem verdrängten Volumen und der duroh diese Vοluaenverdrängung verteilten, zugeführten Energie auszeichnen, so daß ein Wert erhalten wird, der mit der Druckfestigkeit des Betone in kp/om in einer Beziehung steht, Die hier gezeigte Sonde hat einen allgemein zylindrischen Hauptteil 23, der in einer Ausführungsform der Erfindung eine iän&e von etwa 44,5 mm und einen Burohmesser von etwa 7,6 mm hati Die Bindringnase 24 ie ti im Durchmesser kleiner als der Hauptteil; vorzugsweise beträgt ihr Durchmesser etwa 75-90% des Durchmessers des Hauptteils· Die Nase hat eine ko- ' nische Spitze 24a mit einem eingeschlossenen Winkel von 60-135°, vorzugsweise von etwa 120 . Ein kegelstumpfförmiger Ringteil 25 verbindet den Nasenteil mit dem Hauptteil· Dieser !Cell 25 ist, unter einem Winkel von etwa 7-60° zur Achse der Sonde auswärts erweitert. Bin Yortriebsteil 26 geht gla/fct in den Hauptteil über# Der Übergang besteht beispielsweise aus einem kegelstumpfförmigen Teil 27, der sioh unter einem Winlcel von beispielsweise J etwa 14° zur Achse der Sonde auswärts erweitert. Auf dem Vor-

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triebsteil der Sonde ist vorzugsweise ein Dichtungsring in Form eines O-Ringes 28 angeordnet, mit dem die Sonde dicht passend in der Bohrung 11a des Laufes 11 sitzt. Diese Sonde ist in Pig. I mit 50 bezeichnet.

Die genaueste und gleichmäßigste Verdrängung würde man theoretisch mit einer Sondennase erzielen, die zu der Achse der Sonde rechtwinklig ist. Bei einem Beton, der einen Zuschlagstoff enthält, wird jedoch die Spaltfähigkeit der Sonde erhöht, wenn die Spitze 24a einen eingeschlossenen Winkel von 120° hat. Bei der Verwendung der in Pig. 2 gezeigten Sonde ist das Vorhandensein eines Zuschlagstoffes und die _i4.rt desselben von sehr geringer Bedeutung. Diese Sonde besteht vorzu/joweise aus gehärtetem dtahl.

Beim Eintreiben der Sonden in den Beton 52 verwendet man vorzugsweise eine Schablone 31. i2s ist eine gehärtete Stahlplatte 31a gezeigt, an der drei aufwärtsgerichtete Warzen 33 befestigt sind. Die Höhe jeder Warze und die Länge des Laufes 11 sind so gewählt, daß das Gehäuse 10 in der Stellung nach Pig. I über die Warze abwärtsgeechoben werden muß, damit der Lauf 11 soweit eingedrückt wird, daß der Spannstab 19 die Schlagboleenklinke 18 in die in Pig. 1 gezeigte Stellung bewegt, in der diese Klinke mit dem Drücker 20 betätigt werden kann. Diese Maßnahme soll- gewährleisten, daß beim Eintreiben der Sonde in den Beton mit der pulverbetätigten Schießvorrichtung die laufmündung sich vollständig in dem Gehäuse 10 befindet. Die Waree und die Schablone sind von einer Öffnung 34- durchsetzt, die ein Eintreiben der Sonde 30 in den Beton in der beschriebenen Weise ermöglicht. Die von der Sonde 30 durchsetzte öffnung 34 ist im Durch-

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messer größer als der Sondenschaft, aber "be tr acht Ii eh. kleiner als der Durchmesser des in Fig. 2 gezeigten 'üeils 26 oder der Vortriebsköpfe 60 (Fig.. 14) oder 60' (Fig. 15), damit bei der Verwendung der Vorrichtung zum Prüfen von weichen Stoffen, die nicht so dicht sind, daß sie die Bewegung der Sonde zum ^bellen bringen können, ein Verlust der Sonde verhindert wird, Me Sonde kann ' somit nicht frei wegfliegen. An der Platte 3Iu. ist unter jeder Warze 53 eine abwärtsgerichtete v/arze 33a an;;oschweißt, die eine' zentrale Vertiefung 53b hat. Diese Warzen 33a tragen die a.chab-

w lone und halten sie allgemein parallel zu einer ebenen: Fläche des zu prüfenden Betons, wenn diese Fläche etw-is uneben ist. Die Vertiefung 33Ta gestattet ein Eindringen der Sonde, während die Oberfläche des Betons beim Abschießender Sonde unter Druck gehalten wird, und verringert die Gefahr eines absplitterns des Betons.

Bei der Durchführung der Erfindung werden für eine Prüfung mindestens drei Sonden eingetrieben, damit fehlerhafte Heßergebnisse ausgeschaltet werden können, die darauf zurückzu-

_Ä führen sind, daß eine Sonde unmittelbar unter der Betonoberflache auf eine Bewehrungsstange oder ein großes Zuschlagstoffkorn auftrifft. Die Abstände zwischen den drei Warzen 33 der Schablone betragen 114 bis 127 mm. !lan nimmt an, daß die Abstände zwischen den in den Beton eingetriebenen Sonden mindestens etwa 15 Sondenschaftdurchmesser betragen sollen, damit sich die Spannungszonen zwischen den Sonden nicht überlappen, was bei der Durchführung der Erfindung zu irreführenden und ungenauen Meßergebnissen führen könnte. Eine in der. Platte 31a ausgebildete, zentrale

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öffnung 35 kann in der n-acha teilend beschriebenen vieiae bei der jjur ciiilüirun,; des er findungs gemäßen Prüf verfahr ens zum Befestigen der ^ciicbLone an dem Beton dienen.

iicich aera Eintreiben der Sonde 30 in den Beton, der niellotchend in der anhand uer figuren 1, 2 und 5 beschriebenen V/eioe geprüft werden ο ο 11, muß die Bindringtiefe der Sonde in den Beton und damit das verdrängte Volumen bestimmt -werden. In den . _; Figurun ^' und 5 wird dies durch die Verwendung einer Iiehrscheibe 36 erzielt. Gemäß Fig. 4 v/ird die lehi's-cheibe zunächst satt pas-

send in eine Vertiefung 33a! in der oberen Fläche der Warze 33 eiiijesetzt. Danach wird die Sonde 30 in der vorstehend beschriebenen Weise abgeschossen, worauf sie im Beton die beispielsweise in Fig. 5 gezeigte Stellung einnimmt, in der die zentrale Öffnung der Lohrocheibe 36 im i'reibsitz auf dera Hauptteil 23 der Sonde 30 ungeordnet ist. Der xiauptteil ist vorzugsweise mit einer Skala 23a verseilen, aie eine direkte Ablesung ermöglicht, wenn die xcile die in Fi.;. 5 gezeigte Stellung eingenommen haben, wird die Sonde 30 von der Warze 33 abgenommen. Die Lehrscheibe 36 sitzt jetzt fest auf aem Hauptteil 23 der Sonde. .Die Skala ist vorzugsweise in Druckfestigkeitswerten des Betons geeicht, so daß eine direkte ADlesung möglich ist.

Bine weitere.Vorrichtung zum Messen des verdrängten Be bonvoluruens ist in Fig. 6 gezeigt. Die Sonde 30 ist in der vorstehend beschriebenen V/eise int den Beton 32 getrieben worden. Jine Meßuhr 37 ist mit einer Hülse 38 versehen, die den von dem Beton auswärts vorstehenden '!eil des Bindringkörpers umgibt." 'Dj,;j untere ßnae der ilülse wird flach auf die Vertiefung 33& in

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der Warze 33 aufgesetzt, so daß ein 'Miller 37a der Meßuhr auf dem oberen Ende der Sonde auf trifft und gemäß l'ig. 6 der Zeiger der Uhr betätigt wird. Dariiit keine Berechnung erforderlich ist, iiann diese Meßuhr direkt in Druckfestigkeitswerten des Betons geeicht sein.

Nachstehend sei ein Berechnungsbeispiel angegeben. ils sei angenommen, daß eine Sonde mit einem Gewicht von 31,75 g mit einer Geschwindigkeit von 152,4 m/s und einer kinetischen Energie von 55»3 mkg eingetrieben wird und die Sonde einen Dureh-

ft 2

^m' messer von 7,9 mm, d.h. einen Querschnitt von 49,7 mm hat. Der durch die Division der zugeführten "Energie durch das'verdrängte Volumen erhaltene Wert steht in linearer Abhängigkeit von der Druckfestigkeit' des Betons in kp/cm . Abgerundet entspricht in diesem Beispiel eine Eindringtiefe von 12,7 mm einer Druckfestigkeit von 700 kp/cm des Betons und eine Bindringtiefe von

. 25,4 mm einer Druckfestigkeit von 350 kp/cm des Betons. Wenn bei

Verwendung der Schablone 31a zwei Sonden etwa 350 kg/cm anzei-

gen und eine Sonde beispielsweise 700 kp/cm anzeigt, wird der m abweichende Sondenwert, der gegenüber den.beiden anderen zu hoch oder zu niedrig ist, unberücksichtigt gelassen.

Eine v/eitere ,.*rt der Durchführung der Erfindung ist in den Figuren 7 und 8 erläutert. Durch den Sehlag beim Eintreiben der Sonde gegen den Beton wird die länge eines Stauchkörpers verkleinert, der in einem.Kraftübertragungsweg eingeschaltet ist, über den die Vortriebskraft der Schießvorrichtung auf die Sonde übertragen wird.

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Gemäß Fig. 8 hat die Sonde 30' einen Hauptteil· 40 und einen Vortriebsteil 41, der im Durchmesser größer ist als der Haupt beil. Der V or trieb« teil liat eine Bohrung 41a, in welcher der zylindrische hintere Endbereich des Hauptteils 40 teleskopartig aitst. In der Bohrung 41a ist eine Kammer. 42 ausgebildet, die eine solche Größe hat, daß sie einen normalen Stauchkörper 43 aufnehmen kann, der gemäß Fig. 7 im unbeanspruchten Zustand einen 'Durchmesser τοπ etwa 6,4 mm und eine Länge von 12,7 mm besitzt. Der Stauchkörper ist ein handelsüblicher Gegenstand aus einer genormten Kupferbronzelegierung und soll für die Verwendung im "Rahmen, der Erfindung eine vorherbestimmte Zusammensetzung und vorherbestimmte Abmessungen haben. Wenn die Sonde gemäß J¹Ig. 8 in den Beton getrieben wird, erfolgt ein Stauchen des Stauchkörpers in

/ gemäß 43a
der/in Fig. 0 gezeigten Weise. Die Herabsetzung der Länge des Stauchkörpers kann mit einer Skala gemessen werden, die in Druckfestigkeitswerten des Betons geeicht ist. Auch hier ist vorzugsweise ein Dichtungsring in Form eines O-Iiinges 44 Vorgesehen, der den Vortriebsteil·'der Sonde in der Bohrung 11a des Laufes 11 der Schießvorrichtung abdichtet, die im übrigen genau der anhand der Fig. 1 beschriebenen entspricht. Die Schablone 51 und die Warze 33 sind den vorstehend beschriebenen 'feilen 31 und 33 ähnlich.

, In der Ausfuhrungsform nach den Figuren 7 und 8 soll der Nasenteil 40a der Sonde vorzugsweise stromlinienförmig sein, damit eine Richtungsänderung möglich ist, wenn die Sonde auf Suschlagstoffkörner auftrifft. Infolge ihrer neigung, einen Weg geringsten Widerstandes zu beschreiben, wird die Sonde dann nur in den Seinentteil des 33etons gelenkt und erfährt sie eine gleichmäßige Terlangsamung.

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Wenn im Gebrauch, der Vorrichtung nach den Figuren 7 und 8 die Nase 40a in.den Beton 32 getrieben wird, eifahrt die Sonde eine Verlangsamung, die den Widerstand des Betons direkt proportional ist. Währ and dieser Verlangsamung bewirkt die Bewegungsgröße des Antriebsteils 41, daß der Stauchkörper ^LVj in den in Fig» 8 gezeigten Zustand gestaucht wird. Das Stauchmaß des ■ ^tauchlcörpers Kann gemessen werden und steht sehr genau in einer Beziehung zu der Druckfestigkeit des geprüften Hctons.

Ein weiteres Verfahren zum Messen der durchschnittliohen Eindringtiefe nach dem Eintreiben von drei Sonden, wie es in, Pig. 3 erläutert ist, wird nachstehend-anhand der Figuren 9 bis 13 beschrieben.. i-Ian erkennt, daß die in Fi;;* 9 gezeigte, untere Lehrenplatte "und die in J¹Xg. 11 gezeigte, obere Lelirenplatce annähernd dieselbe .Cu-rüße und Form haben wie die vorstehend beschriebene Schablone 31. Die annähernd dreieckige, untere Lehrenplatte. 45 hat in der ITähe ihrer Ecken drei durchgehende Öffnungen 46. In der Mitte der Platte befindet sifih ein Kreis 50', der einen Durchmesser von etwa 4,8 mm hat und dessen Zweck nachstehend beschrieben wird. Die oeiten der Platten oind annähernd gleich lang. In der Mitte jeder Seite steht von der ünter^eibe der Platte 45 ein kleiner I-Inopf 47 um nicht weniger als 2,4 nm vor. »Venn die Platte 45 gernäß Fig. 10 auf dem zu prüfenden ie ton .32 ruht, halten die ilrei Knöpfe 47 die Platte 45 in einem solchen Abstand von der Bctonflache, daß kleine Unebenheiten in dieser' Fläche unwirksam bleiben.

Die in Fig. 11 gezeigte, obere Lehrenplatte 48 hat dieselbe Größe u-nci. j?or;.i wie die in i-'ig.. 9 gezeigte Platte. Von der -Unterseite der Platte 43 a behen drei Knöpfe 49 vor, die mit

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je einer Vertiefung- ausgebildet und genau mit denselben Mittelabs tänden voneinander angeordnet sind wie die Löcher 46 in .i'ig. 9· In dieser Ausführungaform der Erfindung haben die Knöpfe 49 einen 'Durchmesser "von.etwa 15 mm und stehen sie von der Platte 48 um etwa 6,4 inm vor. In i?ig.. 12 hat jeder Knopf 49 eine abwärts offene, zentrale, konzentrische Vertiefung 49a, die zur Aufnahme des oberen Judos einer Sonde dient, die in den Beton 32 getrieben worden ist. Annähernd in gleichen Abständen von den drei Knöpfen 49 ist direkt oberhalb des ; auf der unteren Lehrenplatte vorhandenen Kreises die Platte 48 von einer durchgehenden Öffnung 50 durchsetzt, die einen Durchmesser von etwa 6 mm hat und durch welche der in Ji¹Iy. 13 gezeigte i-leiSstab eingeführt wird. Zur leichteren Handhabung ist die Platte 48 mit einer langgestreckten, durchgehenden Öffnung. 51 versehen. -

nachstehend wird die Verwendung der in den Figuren 9 und 11 gezeigten Lehrenplatten beschrieben. Wenn mit der vorstehend beschriebenen einrichtung und der Schablone 31 drei Sonden 30 in den Beton 32 eingetrieben worden sind, wird zunächst die untere Leiirenplatte .45 über die drei Sonden geschoben, welche ' M -.die Locher 46.durchsetzen. Die Platte ruht dann mit den drei vorstehend beschriebenen Knöpfen 47 auf einem allgemein ebenen ieil des Betons 32. Infolgedessen ist die Platte 4.5 allgemein parallel zu der leicht unebenen fläche des Betons 32 angeordnet. Auf- dem gewinde tragenden, oberen ^nCe 26 jeder Sonde 30 ist eine hohle Kappe 52 aufgeschraubt.,' in der sich innen eine Schraubenfeder befindet, die zwischen der-Kappe 52 und der Platte 45 eingespannt isu. Jie obere Lehrenplatte 48 wird dann so angeordnet, daß die

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Vertiefungen 49a der Knöpfe 4-9 die oberen Enden der drei bonden aufnehmen. Der mittlere Teil der Platte 48 gibt dann die durchschnittliche Höhe der oberen unden der drei Proben pu über dem Beton 32 an. Danach kommt die in Fig. 13 gezeigte Heßeinrichtung zur Anwendung. Diese Einrichtung besitzt eine zylindrische Führung 54, die gleitend in einem Zylinder 55 sitzt, dessen oberes Ende mit einem Schraubstöpsel 56 geschlossen ist, der eine öchraubendruckfeder 57 zwischen dem Stöpsel und dem Zylinder 54 eingespannt hält. Der Zylinder hat einen Meßfortsata oder einen Meßstab 54a, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß der .3 tab satt, aber verschiebbar, durch die Öffnung 50 der Platte 48 treten kann. Die iiase dieses Fortsatzes ist auf einen Durchmesser von etwa 1,6..'ium an ihrem unteren Ende verjüngt. Eine Klemmschraube 58 ist durch die Wand des Zylinders 55 geschraubt und greift· an der zylindrischen Führung 54 an und hält sie während der Messung in einer genau bestimmten Stellung, Danach wird der in Fig, Ip gezeigte Stab 54a durch die Öffnung 50 der Platte 48 geführt, bis sein unteres. Ende an der Platte 45 aligreift, wie es in ft Fig. 12 strichpunktiert gezeigt ist. Bei einer ungleichmäßigen Sindringtiefe beispielsweise von drei Sonden ist der Fortsatz 54a gegenüber der Vertikalen geneigt. Wenn das untere Ende dieses Fortsatzes außerhalb des Kreises 50' liegt, soll die Prüfung wiederholt werden, weil eine Sonde auf ungewöhnliche örtliche Bedingungen gestoßen ist,.Bei dieser Anordnung ist eine Abweichung von 4,8 mm von der Vertikalen bei einer vertikalen Höhe

ο möglich von 38,1 mm oder etwa 10° bei 246 kp/ cm/. Die Klemmschraube 58 wird dann so angeordnet, daß sie den Meßteil 54a in dieser

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festen Stellung hält. Danach kann gemessen v/erden, wie weit der Stab 54a vorsteht,, so daß gemäß j?ig. 12 der Abstand zwischen der "Oberseite der Platte 45 und der Oberseite der Platte 48 in der Kitte dieser Platten genau bestimmt werden kann. Unter Berücksichtigung der Dicke der Platte 45 und des Knopfes 47 und der in Pig. 12 mit A bezeichneten Dicke jedes der oben auf den Sonden ruhenden laiöpfe 49' erhält man. die durchschnittliche Länge der oberhalb- der Oberfläche des Betons 32 vorstehenden 'feile der ■ Sonden 30, so daß man durch Subtraktion ohne weiteres die Bin-' dringtiefe des unteren Teils der Sonden in den Beton 32 und daraus ^ in der vorstehend beschriebenen Weise die Druckfestigkeit des Betons berechnen ,cann.

Die in Fig. 14 gezeigte ausführungsform der Sonde soll gewährleisten, daß zwischen der Patrone 22 und dem Vortriebskopf όϋ ein einheitlicher .abstand vorhanden ist und die Pulverladung ■ihre"volle Kraft entwickelt, ehe die Abwärtsbewegung der Sonde in α en lauf. 11 der 'pulverbetätigten Schießvorrichtung nach lig. bö.jiimt. Der Haupt teil der Sonde 30' ähnelt im allgemeinen der vorstehenden Beschreibung und ist an seinem Vortriebsende mit . Sä einem Gewinde 59 versehen. Auf dieses wird eine Kappe oder ein Vortriebskopf 60 aufgeschraubt, ehe die Sonde in der pulverbetätigten Vorrichtung festgelegt wird. Der Kopf 60 hat einen kegelstumpfförmigen Vorsprung 60a. Js ist ein abnehmbarer Verdchlußstöpsel 61' vorgesehen, der gegenüber dem in irig. 1 gezeigten, abnehmbaren Verschlußstöpsel 61 etwas abgeändert ist. Der Verschlußstöpsel 61* kann in den lauf eingeführt oder aus ihm hei-ausgenommen werden und die Patrone 22 festhalten. Der Versclilußstöpsel 61' kann den Vorsprung 60a mit einem leichten

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ReibungsSchluß festhalten, wenn sich die Teile in der Stellung nach Pig. 14 befinden. Im G-ebrauch der Sonde 30' nach Fig. 14 befinden sich die Teile in einer dort gezeigten Stellung im •oberen Endteil des laufes 11, ähnlich der Stellung nach Fig. 1, und ist die Patrone 22 in dem abnehmbaren Verschlußstöpsel 61' angeordnet. Der Abstand zwischen dem Kopf 60 und der Laufbohrung '11a wird sorgfältig festgelegt und beträgt vorzugsweise zwischen 0,064 und 0,19 mm, wenn beide Teile konzentrisch sind und ihre Durchmesser über die ganze Länge der Teile gleichbleiben, lach "" dem Abfetiern der Patrone genügt die Reibung zwischen den Teilen 61' und 60a zum Anhalten der Sonde gegen den Stöpsel 61*, bis die Patrone einen großen Teil ihrer zum.Eintreiben der Sonde dienen- den ii-raft entwiclsä-t hat. Durch diese in ü'ig. 14 gezeigte Anord-

nung wird gev/ährleistet, daß die volle Kraft der vorherbestimmten Ladung in der Patrone 22 vollständig auf die Sonde 30' zur Einwirkung kommt, um aiese in den Beton zu treiben, anstatt daß die Sonde den Stöpsel 61' vorzeitig verläßt, ehe die Ladung ihre volle Kraft auf die Sonde ausübt.

£ Sine weitere Anordnung zum Aufrechterhalten eines vorherbestimmten Abstandes zwischen der Patrone 22 und dem Vortriebskopf der Sonde ist in den Figuren 15 und 16 gezeigt. Hier ist die Sonde 30" allgemein zylindrisch und ebenso wie die vorstehend beschriebenen Sonden vorn zugespitzt, doch ist diese Sonde an , ihrem Eindringende nicht abgestuft, Es hat sich gezeigt, daß bei der Anwendung der Erfindung die Sonde nach Fig. 15 ^:zu besseren Ergebnissen führt, wenn ein Beton mit einer Druckfestigkeit unter 350 kp/cm geprüft v/erden soll. Auf das innere Ende der Sonde 30"'

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ist ein Vortriebskopf 60' aufgeschraubt, der von der Laufbohrung ILa den anhand der Mg, 14 beschriebenen, kleinen Abstand haben soll. Der vorherbestimmte Abstand zwischen dem Vortriebskopf 60' und der iratrone 22 wird hier durch eine elastische Kunststoffhülse 62 gewährleistet, die radial auswärtsgerichtete Hippen 62a hat, deren Hadialabmessung so gewählt ist₃ daß die Eippen reibungsschlüssig an der Bohrung 11a des Laufes 11 angreifen, wenn die Sonde vor dem Abfeuern der Patrone in den Lauf eingesetzt ist.

In einer j?orm dieser Vorrichtung ist der ileibungsSchluß zwischen

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den Hippen 62a und der Laufbohrung so stark, daß er einer statischen Belastung von 2,27 kg gewachsen ist, so daß die Sonde bei der normalen Manipulation ihre Lage in dem Lauf nicht verändert. Im Gebrauch der Einrichtung 62, 62a wird die Sonde bei ihrer Jilinführung in den Lauf verdreht, so daß alle Rippen 62a in derselben Kichtung verdreht werden.

Manchmal ist es erwünscht, durch eine grobe Messung der festigkeit des Betons den Zeitpunkt des Ausschalens zu bestimmen. In diesem Ml ist es nicht notwendig, mehrere Sonden einzutreiben, wie dies anhand der Figuren 3, 9, 11 und 12 erläutert vmrde. Pig. 17 zeigt eine einzige Sonde 30", die in den Beton 32 eingetrieben ist. Der Vortriebskopf 60' ist abgenommen und die untere Lehrenplatte 45 ist auf den Beton aufgesetzt worden, wobei sie in der vorstehend beschriebenen V/eise auf den Knöpfen 47 ruht. Auf dem oberen .Jnde der Sonde 30" ist eine i-ieijkcippe 63 aufgeschraubt, die vorzugsweise so angeordnet ist, daß uich zwischen der oberen ^läohe der Kappe und dem oberen· der Sonde eine Metalls tärIce' .1 befindet, die mit der in

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Pig. 12 gezeigten Abmessung A identisch ist. Danach wird die in Fig. 13 gezeigte Meßeinrichtung gemäß Fig. 17 so angeordnet, daß die Schulter 55a auf der oberen Fläche der Meßkappe 63 ruht. Die Längung des Meßfortsatzes 54a. entspricht dann den anhand der Pig. 12 angegebenen Meßergebnissen insofern, als dieselben Korrekturen für die Dicken 45 + 47 (unten) und die Abmessung A (oben) erforderlich sind.·

Damit bei der Anwendung der Erfindung möglichst genaue und zuverlässige Meßergebnisse erzielt werden, sind folgende Punkte zu beachten:

1) Die Pulverladung muß eine ganau vorherbestimmte Zusammensetzung und ein genau gewogenes Gewicht haben und v/ird in der Patrone vorzugsweise mit einem fest eingestampften Ladepfropf festgehalten, damit die Pulverladung in der Patronenhülse auch dann festgelegt ist, wenn die Schießvorrichtung verschiedene lagen einnimmt.

2) Für jede gegebene Versuchsreihe müssen die Sonden vorherbestimmten physikalischen Bedingungen genau entsprechen. Dies gilt insbesondere für die Härte, die vorzugsweise zwischen Hockwell G 50 und Rockwell ö 54 liegt. Der Durchmesser der Sonde hat vorzugsweise eine ^rfoleranz von bis zu + 0,025 mm. Die i'orm der Sondenspitze muß für alle in einer Versuchsreihe verwendeten Sonden gleich sein.

3) Der Abstand zwischen dem Vortriebskopf der Sonde und der Laufbohrung der Schießvorrichtung muß sorgfältig vorherbestimmt und für eine Versuchsreihe einheitlich sein. Der jiadial·- abstand beträgt vorzugsweise 0,0064 - 0,019 mm.

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4) Die Durchmesser des Vortriebskopfes der Sonde und der Bohrung des Laufes der Schießvorrichtung sollen über die ganze Lange gleichbleiben.

5) Die Patronenhülse und der Verschlußstöpsel sollen eine genau vorÜerbestimmte Länge haben.

6) Die Sonde soll zunächst in eine genau vorherbestimmte Lage relativ zu dem Verschlußstöpsel und der Patrone gebracht v^erden. Dazu Icann man die in Fig» 14- oder vorzugsweise die in Fig. 15 erläuterten Maßnahmen anwenden. .

7) Mit mehreren, beispielsweise drei Sonden, erhält W man zuverlässigere Ergebnisse als mit einer einzigen Sonde. Bei einer Messung in der in Fig. 12 erläuterten Weise erhält man mit Hilfe der in den Figuren 9 und 11 gezeigten Lehrenplatten zuverlässige Ergebnisse. Eine über den Kontrollkreis 50' auf der unteren Lehrenplatte in Fig. 9 hinausgehende Abweichung des Meßstabes 54-a von der Vertikalen zeigt an, daß die Eindringtief e einer der Sonden zu stark von den Eindringtiefen der anderen Sonden abweicht. . ■

Diese Erfindung schafft eine sehr einfache Anordnung * zum Prüfen von Beton an Ort und Stelle nach dem Einbringen unter Vermeidung der Schwierigkeiten, die bei den bekannten Prüfverfahren auftreten. Im Rahmen der Erfindung ist es nicht notwendig, besondere Prüflinge zu gießen, die sich dann von dem tatsächlich · eingebauten Beton unterscheiden, und ist es auch nicht notwendig, den fertigen Beton zur Prüfung durch aas Mehmen von Bohrkernen zu beschädigen. '

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen, einschließlich deren konstruktiven Einzelheiten, zu entnehmenden Merkmale und Verfahrensschritte können auch in beliebigen kombinationen erfindunjowesentlieh sein.

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Claims (1)

1. Patentansprüche J

   1, Verfahren zum Prüfen der Druckfestigkeit von Beton oder dergleichen in einem vorherbestimmten Zeitäbstand nach dem Abbinden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung, die irn wesentlichen einheitliche physikalische Abmessungen und einen im

   - wesentlichen einheitlichen Aufbau hat, mit einer vorherbestimmten, im wesentlichen einheitlichen Kraft gegen den zu prüfenden Beton oder dergleichen getrieben und danach eine physikalische irröße gemessen wird, die von der 3ch.Lagwirk.unrj auf die genannte ϊίίη-richtung abhängig und ein Haß der Druckfestigkeit deu geprüften Betons oder dergleichen ist*

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene physikalische Größe das durch das üindringon der Hinrichtung in den Beton oder dergleichen verdrängte Volumen des Betons oder dergleichen ist.

   3, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb der genannten Einrichtung über einen Kriiftübyrtra.jun/swe,.; erfolgt, in ae„i ein Stauchkörper von bekannter ü-röf.'e und Zusaiameiidetzun'j angeordnet ist, und die gemessene physikalische (Jröße eine durch --:.±e Kraft des Vortriebss.ciil.agea. uewirkte Veränderung ein^-r Aomossung des ötauchkörpers ist.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, ü„.durch ;_ye>:ei'ina^ichri:;t, daß- die "genannte ainj-'ichtun;; ,,us einer langgestreckten, all/-...ein zylindrisclien donue oesteilt, deren ^auptteil einen größeren Durchmesser hat und in einer .jlindrin.jnase -endüt, die einen kleineren Durchmesser und ein koniöchej," freies Jnde init einem ijpitzenwinkel von 6u-1^5° h-.-t, de Jinriohuung ferner einen

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   kugelstumpi'foraigen Kingteil· oesitüt, der sich von der Eindringnase unter einem Winkel von 7-6-0° zu dem Hauptteil hin erweitert, und üie gemessene physikalische Größe die Eindririgtiefe der genannten Sonde in den Beton oder dergleichen ist.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die" genannte Einrichtung eine langgestreckte, allgemein

   : zylindrische Sonde mic einer stromlinienförmigen Eindringnäse ist, aie Vortriebskraft über eine ileihe von kraftübertragenden !eilen, einschließlich eines Stauchkörpers mit im wesentlichen einheitlichen Abmessungen und einem im wesentlichen einheit-Ii.eheη Aufbau, übertragen wird, und die gemessene-physikalische ifrü.üe die Verkürzung ist, welche der Stauchkörper durch uie Einwirkung der vorherbestimmten Kraft erfahren hat.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, du« die bekannte Einrichtung eine langgestreckte, allgemein zylindrische Sonde ist, aie am einen Ende eine Bindringnase hat, de_'eii freies Ende konisch ist und einen Spitzenwinkel von etwa 1^0° besitzt,

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, vorherbestimmte, im wesentlichen einheitliche Kraft von einer pulverbetätigten Schießvorrichtung erzeugt wird, in der die Sprengkraft einer Patrone zum Vortrieb der Einrichtung 1Lü1;;;j eines Laufes dient, die genannte Pulverladung eine einheitliche Zusammunset^un;; und ein einheitliches uewicht besitzt, uiG Einrichtung eine allgemein zylindrische Sonde mit eine* spitzen Eindringn-i.se und einem starr damit verbundenen und · •hiatur u em Lauf an .je ordneten, zylindrischen Vortriebskopf ver-

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   sehen ist und zwischen dem Vortriebskopf und dem Lauf ein kleiner Abstand und zwischen der Patrone und dem Yortriebskopf■ein vorherbestimmter Abstand aufrechterhalten wird, bis die Patrone abgefeuert wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der genannten Sonden in ein und dieselbe Fläche des zu prüfenden Betons oder dergleichen getrieben und die durchschnittliche Eindringtiefe der genannten Sonden gemessen wird.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, daJ3 eine ebene Lehrenplatte quer über den freien Enden der mehreren Sonden angeordnet und der Abstand zwischen einer zentralen Stelle dieser Platte und dem Beton oder dergleichen gemessen wird. '

   10. Langgestreckte, allgemein zylindrische Sonde zur Verwendung in der Prüfung von Beton oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß sie am einen Ende eine zugespitzte Hase und an dem anderen Ende einen sich erweiternden Kopf besitzt und durch die Explosion einer pulvergefüllten Patrone durch die Laufbohrung einer pulverbetätigten Vorrichtung vorgetrieben werden "kann.

   11. Sonde nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Reibungsmittel, die dazu dienen, die Sonde so zu halten, daß der Vortriebskopf bis zum Abfeuern der Patrone in einem festen λ instand von der Patrone gehalten wird.

   12. Sonde nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die lueibungsmittel von elastischen Hippen gebildet v/erden, die von der Sonde so weit radial auswärts vorstehen» daß -sie reibungsschlüssig an der Bohrung des Laufes angreifen.

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   15. Sonde nach, einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, daf3 die Patrone in einem /ersehlußstöpsel gehalten wird, der zu dem Lauf hin in Porm eines Hohlzylinders endet, und der Vortriebakopf einen kegelstumpfförinigen Fortsatz hat, der so bemessen und geformt ist, daß er in dem Ilohlzylinder reibungsschlüssig gehalten wird. .

   14. Sonde nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch einen allgemein zylindrischen Hauptteil und einenallgemein zylindrischen Hasenteil» dessen Durchmesser etwa 75-90/3 des Durchmessers des Hauptteils beträgt und der eine ™ konische Spitze mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 60-135° hat, der lias enteil und der Hauptteil durch einen kegelötumpfförinigen Ringteil· miteinander verbunden sind, der sich unter einem Winkel von etwa 7-60° gegenüber der Vertikalen er-■ueitert, und die Länge des Nasenteils etwa das Ein- bis Zweifache seines Durchmessers beträgt.

   15. Sonde nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nie an ihrem dem Kkisenteil entgegengesetzten '-^nde einen

   zylindrischen Tortriebsteil hat, der einen größeren ä r besitzt als der Hauptteil und einen Hin_o' zum Abdichuen des Vortriebsteils in der Bohrung einer pulverbetätigten ο chi üiBv ο !-richtung trägt.

   - 16. jjonde nach Anspruch 10, .ciadurch gelrennzeichiiet, daß die Sonde einen Hauptteil besitzt, der vorn eine Hase und hinten einen zylindrischen jitidteil hat, die Sonde ferner einen Vortriebsteil besitzt, der χω Durehnieaser großer ist als der Hauptteil· und eine zentrale Bohrung hat, die zu dem Hauptteil hin

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   offen ist und einen solchen Durchmesser hat, daß sie den zylindrischen Endteil des Hauptteils teleskopartig· aufnimmt, und in dieser Bohrung eine Kammer ausgebildet ist, die so bemessen ist, daß sie einen Stauchkörper aufnehmen kann.

   17. Sonde nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie· mit einer pulverbetätigten Schießvor-'richtung kombiniert ist, die ein Gehäuse mit einer am vorderen Ende offenen Bohrung besitzt, in der ein Verschlußstück und ein an dem Versehlußstück befestigter lauf angeordnet sind,, das Ver-P Schlußstücsk in der Bohrung axial relativ zu dem -Gehäuse axial- - beweglich gelagert ist, in dem Gehäuse hinter dem Versehlußstück ein Schlagbolzen angeordnet ist, der zu einem ochla^boLzenloeh in dem Verschlußstück hin und von ihm weg, bewegbar ist, eine Einrichtung zum Spannen des Schlagbolzens bei einer vorherbestimmten Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Verschlußstück und dam damit verbundenen lauf vorgesehen ist, ferner eine Einrichtung zur Freigabe des gespannten Schlagbolzens-, wobei zum Herbeiführen der genannten, vorherbestimmten Relativbewegung die Laufmündung um eine vorherbestimmte Strecke in das Gehäuse bewegt werden muß, die Sonde ferner' mit einer Schießschab!one kombiniert ist, die im Gebrauch mit ihrer Unterseite auf einem Stück aus Beton oder, dergleichen ruht, der durch jJinschießen der Sonde in den Beton oder dergleichen geprüft v/erden soll, die Schablone "auf ihrer Oberseite eine Warze besitzt, die eine zentrale, durch die Schablone durchgehende Öffnung besitzt, durch welche die Sonde hindurch treten kann, die Warze ein solches Umfangsniaß hat, daß das offene vordere linde des Gehäuses telsskopartig dar au f-

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   geschoben werden kann, und die Warze eine solche Höhe hat, daß der Lauf nur um die genannte, vorherbestimmte Strecke in das Gehäuse eintreten kann, wenn das Gehäuse teleskopartig auf die Warze aufgeschoben wird. _:

   18. Sonde nach Anspruch 17> dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone auf ihrer Oberseite mehrere der genannten Warzen, besitzt, die so angeordnet sind, daß beim Einschießen mehrerer der genannten Sonden in ein Stück aus Beton oder derjl eichen eine Überlappung der Spannungszonen· ν erhindert wird.

   19. Sonde nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn- * zeichnet, daJ3 sie eine Lehrenscheibe besitzt, deren Umfang so besessen ist, daß er von der Gehäusebohrung aufgenommen und passend oben auf die -Warze aufgesetzt werden kann, und die Scheibe eine zentrale Öffnung besitzt, die so bemessen ist, daß■sie im ireßsitz auf einer hindurchgeschossenen Sonde angebracht werden kann.

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